PROTOTYPE ALAT PENGINGAT PENGGANTIAN OLI PADA SEPEDA MOTOR MEMANFAATKAN SMS BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA-328

Transkripsi

1 TUGAS AKHIR PROTOTYPE ALAT PENGINGAT PENGGANTIAN OLI PADA SEPEDA MOTOR MEMANFAATKAN SMS BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA-328 MADE BAYU PRANATA JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA BUKIT JIMBARAN 2015 i

2 TUGAS AKHIR PROTOTYPE ALAT PENGINGAT PENGGANTIAN OLI PADA SEPEDA MOTOR MEMANFAATKAN SMS BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA-328 MADE BAYU PRANATA NIM JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA BUKIT JIMBARAN 2015 ii

3 LEMBAR PERNYATAAN ORISINALITAS Tugas Akhir/Skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, dan semua sumber baik yang dikutip maupun dirujuk telah saya nyatakan dengan benar. Nama : Made Bayu Pranata NIM : Tanda Tangan :... Tanggal : 22 April iii

4 PROTOTYPE ALAT PENGINGAT PENGGANTIAN OLI PADA SEPEDA MOTOR MEMANFAATKAN SMS BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA-328 Tugas Akhir/Skripsi ini Diajukan untuk Memperoleh Gelar Sarjana Strata 1 (S1) dalam Jurusan Teknik Elektro pada Fakultas Teknik Universitas Udayana MADE BAYU PRANATA NIM JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA 2015 iv

5 Lembar Pengesahan Revisi Usulan Skripsi ini diajukan oleh : Nama : Made Bayu Pranata NIM : Jurusan : Teknik Elektro/Elektronika Terapan Judul Skripsi : Prototype Alat Pengingat Penggantian Oli pada Sepeda Motor Memanfaatkan SMS Berbasis Mikrokontroler ATmega-328. Telah berhasil dipertahankan di hadapan Dewan Penguji dan telah melengkapi revisi sebagai bagian persyaratan yang diperlukan untuk mengerjakan skripsi untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik (ST) pada Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Udayana DEWAN PENGUJI Pembimbing I : I Gusti Agung Putu Raka Agung, ST., MT. ( ) Pembimbing II : Pratolo Rahardjo, ST., MT. ( ) Penguji : Yoga Divayana, Ph.D. ( ) Penguji : Ir. I Nyoman Setiawan, MT. ( ) Penguji : Widyadi Setiawan, ST., MT. ( ) Ditetapkan di : Kampus Jurusan Teknik Elektro Universitas Udayana Fakultas Teknik, Bukit Jimbaran Tanggal : Mengetahui Ketua Jurusan Teknik Elektro Ir. I Nyoman Setiawan, M.T. NIP v

6 UCAPAN TERIMA KASIH Om Swastiastu, Puja dan puji syukur penulis panjatkan kehadapan Ida Sang Hyang Widhi Wasa Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Skripsi yang berjudul Prototype Alat Pengingat Penggantian Oli pada Sepeda Motor Memanfaatkan SMS Berbasis Mikrokontroler ATmega-328. Skripsi ini disusun dalam rangka memenuhi sebagian persyaratan dalam rangka menyelesaikan pendidikan sarjana strata satu (S1) pada Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Udayana. Dalam penyusunan Skripsi ini, penulis mendapatkan petunjuk dan bimbingan dari berbagai pihak. Sehubungan dengan hal tersebut pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan trima kasih kepada : 1. Bapak Prof. Ir. Ngakan Putu Gede Suardana, MT., Ph.D., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Udayana. 2. Bapak Ir. I Nyoman Setiawan, MT, selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Udayana. 3. Bapak I Gusti Agung Putu Raka Agung, ST., MT., selaku Dosen pembimbing I. 4. Bapak Pratolo Rahardjo, ST., MT., selaku Dosen pembimbing II. 5. Bapak Ir. Tjok Gede Indra Partha, M.Erg., MT., selaku Pembimbing Akademik yang telah memberikan bimbingan selama menempuh kuliah di Jurusan Teknik Elektro angkatan 2009 Fakultas Teknik Universitas Udayana. 6. Kementerian Hukum dan HAM RI yang telah memberikan ijin melanjutkan perkuliahan di Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Udayana. 7. Keluarga besar khususnya Bapak (I Wayan Runa), Ibu (Ni Nyoman Latri) dan kakak (Luh Winda Pratiwi, SE., M.Si) yang selalu memberikan dukungan, semangat dan doa sehingga skripsi ini dapat terselesaikan. vi

7 8. Rekan-rekan mahasiswa Jurusan Teknik Elektro angkatan 2009 Fakultas Teknik Universitas Udayana. 9. Rekan-rekan regu pengamanan narapidana/tahanan Lapas Kerobokan Bali. 10. Serta semua pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu-persatu atas bantuan dan saran yang diberikan sehingga penulisan Skripsi ini bisa selesai tepat pada waktunya. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa Skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, segala bentuk ide pengembangan, kritik dan saran dari berbagai pihak sangatlah penulis hargai dan harapkan. Akhir kata, semoga Skripsi ini dapat bermanfaat dalam pengembangan ilmu sains dan teknologi, pengetahuan luas serta untuk semua pihak. Om Santih Santih Santih Om, Denpasar, Agustus 2015 Penulis. vii

8 ABSTRAK Prototype alat pengingat penggantian oli pada sepeda motor memanfaatkan SMS berbasis mikrokontroler ATmega-328 merupakan sebuah konsep alat yang bertujuan sebagai pengingat pengendara sepeda motor dengan mengirimkan SMS peringatan tentang waktu yang tepat dalam melakukan penggantian oli serta peringatan jika melebihi batas kecepatan maksimal. Alat ini dapat memberikan banyak keuntungan bagi pengendara. Misalnya sering terjadi keterlambatan penggantian oli yang mengakibatkan kerusakan pada mesin kendaraan atau terlalu sering mengganti oli karena speedometer mati sehingga lupa akan jarak tempuh serta lupa akan waktu maksimal dalam penggantian oli. Metode dalam pembuatan prototype ini dibagi menjadi dua bagian. Perancangan perangkat keras (hardware) yang terdiri dari perancangan perangkat elektronika dan perancangan perangkat mekanik. Perancangan perangkat lunak (software) menggunakan bahasa C arduino. Perancangan perngakat mekanik rotary encoder dan speed sensor diletakkan pada prototype velg sepeda. Jarak yang telah ditempuh dan kecepatan putaran roda didapat dari putaran velg sepeda. Program delay timer akan menghitung waktu hingga mencapai waktu maksimal yang telah ditentukan. Prototype alat pengingat penggantian oli memanfaatkan SMS berbasis mikrokontroler ATmega-328 ini adalah alat yang dirancang untuk memberikan peringatan kepada pengguna sepeda motor tentang waktu yang tepat dalam melakukan penggantian oli serta peringatan untuk mengutamakan keselamatan dalam berkendara. Peringatan tersebut berupa SMS yang akan dikirimkan jika sudah menempuh jarak maksimal atau waktu maksimal yang telah ditentukan dalam penggantian oli. Alat ini juga terdapat fitur SMS terus menerus serta buzzer terus berbunyi jika pengendara memacu kendaraannya melebihi batas kecepatan maksimal. Simpulan dari penelitian ini adalah agar pengendara sepeda motor selalu ingat dalam melakukan perawatan kendaraan khususnya dalam penggantian oli secara tepat waktu sehingga kerusakan pada mesin sepeda motor dapat dihindari. Dan menjadikan keselamatan sebagai prioritas utama dalam berkendara. Kata Kunci : Rotary Encoder, Speed Sensor, Delay Timer, Alarm Kecepatan, Mikrokontroler ATmega-328. viii

9 ABSTRACT Prototype the oil change reminder on motorcycle use microcontroller ATmega-328 base SMS is a machine concept that use as reminder to motorcycle user to change oil on time and gives a warning if it reach the maximum speed. This prototype gives many advantages to motorcycle user. Such as frequent delays on oil change can affect damages to machine or too often to change oil because the speedometer was dead so they forget the mileage and maximum time to change oil. This machine could be the most important component in automotive industry in the future. This prototype making method divided into two parts, first designing the hardware devices that consist of design of electronic devices and design of mechanic devices. Second, designing the software devices that using C Arduino language. Designing of mechanic device such rotary encoder and speed sensor installation put into motorcycle wheels. The distance traveled and wheels rotation speed could be known form the rotation of motorcycle wheels. Delay time program will count the time until it reach the maximum time which has been specified. Prototype the oil change reminder on motorcycle use microcontroller ATmega-328 base SMS is a machine that designed to give a warning to motorcycle user about the right time to change oil and a warning to prioritize safety riding. That warning is a SMS warning that will be sent if you have maximum distance or maximum time specified to change oil. This prototype also have the continuously SMS program and the buzzer will sound continuously if the motorcycle rider exceed the maximum speed. The conclusion of this study is, so that the motorcycle riders always remember to maintain their vehicle specifically on oil change in a right time to stay away the damage on vehicle. And give safety as a priority on riding. Keywords: Rotary Encoder, Speed Sensor, Delay Timer, Speed Alarm, Microcontroller ATmega-328. ix

10 DAFTAR ISI Halaman. JUDUL... i LEMBAR PERNYATAAN ORISINALITAS... ii LEMBAR PERSYARATAN GELAR... iii LEMBAR PENGESAHAN... iv UCAPAN TERIMAKASIH... v ABSTRAK... vii ABSTRACT... viii DAFTAR ISI... ix DAFTAR TABEL... xii DAFTAR GAMBAR... xiii DAFTAR SINGKATAN... xvi DAFTAR LAMPIRAN... xviii BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Batasan Masalah Sistematika penulisan... 4 BAB II KAJIAN PUSTAKA Tinjauan Mutakhir Tinjauan Pustaka Sensor Kecepatan / Speed Sensor Jenis-Jenis Cara Pengukuran Kecepatan Karakteristik Sensor Kecepatan Cara Kerja Sensor Kecepatan Rotary Encoder Counter x

11 Counter Up Counter Down Mikrokontroler Mikrokontroler ATmega Mikrokontroler AVR Arduino Uno Bagian-Bagian Board PCB Arduino Uno Software Arduino Uno Fungsi Blok pada Masing-Masing Komponen dalam System Mikrokontroler ATmega AVR CPU Core AVR ATmega-328 Memory In-System Reprogrammable Flash Program Memory SRAM Data Memory EEPROM Data Memory SMS (Short Message Service) Penjelasan SMS Komponen Utama SMS Perkembangan Teknologi SMS Karakteristik SMS Element Jaringan SMS Prinsip Kerja SMS LCD (Liquid Crystal Display) Relay Modem Wafecom Kelistrikan Sepeda Motor Keliling Lingkaran Putaran Roda Buku Panduan Ganti Oli dan Servis Berkala Yamaha Byson BAB III METODE PENELITIAN Tempat dan Waktu Penelitian Data Sumber data xi

12 3.2.2 Jenis data Teknik Pengumpulan Data Bahan Peralatan Kerja Perangkat Keras Perangkat Lunak Perancangan Hardware Diagram Blok Hardware Alat yang Dirancang Perancangan Mikrokontroler dengan Sensor Kecepatan Perancangan Mikrokontroler dengan Rotary Encoder Perancangan Mikrokontroler dengan Modul SMS Gateway Perancangan Mikrokontroler dengan Relay Perancangan Mikrokontroler dengan LCD Skematik Alat yang Dirancang Perancangan Software Diagram Alir Software Diagram Alir Jarak Tempuh Diagram Alir Batas Kecepatan Maksimal Diagram Alit Batas Waktu Penggantian Oli BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Realisasi Hasil Perancangan Pengujian dan Pembahasan Pengujian Rotary Encoder dengan Arduino Uno Pengujian Speed Sensor dengan Arduino Uno Pengujian Timer Delay dengan Arduini Uni Cara Operasional Sistem BAB V PENUTUP Simpulan Saran xii

13 DAFTAR TABEL Halaman. Tabel 2.1 Kebenaran Counter Up Tabel 2.2 Kebenaran Counter Down Tabel 2.3 Konfigurasi Port B Tabel 2.4 Konfigurasi Port C Tabel 2.5 Konfigurasi Port D Tabel 2.6 Penggantian Oli Berdasarkan Jarak Tempuh Tabel 2.7 Penggantian Oli Berdasarkan Waktu Maksimal Tabel 3.1 Konektor Pin Speed Sensor dengan Arduino Uno Tabel 3.2 Konektor Pin Rotary Encoder dengan Arduino Uno Tabel 3.3 Konektor Pin Modem Wavecom dengan Arduino Uno Tabel 3.4 Konektor Pin Relay dengan Arduini Uni Tabel 3.5 Konektor Pin LCD dengan Arduino Uno Tabel 4.1 Hasil Pengujian Rotary Encoder dengan Arduino Uno Tabel 4.2 Hasil Pengujian Speed Sensor Yamaha Byson xiii

14 DAFTAR GAMBAR Halaman. Gambar 2.1 Sensor Kecepatan / Speed Sensor... 8 Gambar 2.2 Kontruksi Tacho Generator DC... 9 Gambar 2.3 Kontruksi Tacho Generator AC Dengan Rotor Magnet Permanen Diputar... 9 Gambar 2.4 Kontruksi Tacho Generator AC Dengan Rotor Bergerigi Gambar 2.5 Gambar Rotary Encoder Gambar 2.6 Gambar Rangkaian Counter Asinkron Gambar 2.7 Gambar Rangkaian Counter Gambar 2.8 Gambar Rangkaian Counter Up Gambar 2.9 Gambar Rangkaian Counter Down Gambar 2.10 Mikrokontroller Gambar 2.11 Konfigurasi Pin ATmega Gambar 2.12 Board Minimum Arduino Uno Gambar 2.13 Diagram Blok Arduino Uno Gambar 2.14 Board Arduino Uno Gambar 2.15 Blok Diagram Arsitektur MCU AVR Gambar 2.16 Register Status SREG Gambar 2.17 Blok Diagram AVR CPU General Purpose Working Register Gambar 2.18 Register pada memori AVR ATMega 328P Gambar 2.19 Peta Memory Gambar 2.20 Peta Memory Data Gambar 2.21 Register EEPROM Gambar 2.22 Jaringan Selular SMS Gambar 2.23 Arsitektur SMS Gambar 2.24 Eleman Jaringan Pendukung SMS Gambar 2.25 Skema Kerja SMS Gambar 2.26 LCD (Liquid Crystal Display) Gambar 2.27 Prinsip Kerja Relay xiv

15 Gambar 2.28 Modem Wavecom Gambar 2.29 Sistem Starter Gambar 2.30 Sistem Pengapian (Ignition System) Gambar 2.31 Sistem Pengisian (Charging System) Gambar 2.32 Sistem Penerangan (Lighting System) Gambar 2.33 Buku Panduan Ganti Oli dan Servis Berkala Yamaha Byson Gambar 2.34 Buku Panduan Oli Standar Yamaha Byson Gambar 2.35 Buku Panduan Jarak yang Tepat dalam Melakukan Penggantian Oli 48 Gambar 3.1 Diagram Blok Hardware Prototype Alat Pengingat Service dan Ganti Oli Gambar 3.2 Hubungan Speed Sensor dengan Arduino Uno Gambar 3.3 Hubungan Rotary Encoder dengan Arduino Uno Gambar 3.4 Hubungan Modul SMS Gateway dengan Arduino Uno Gambar 3.5 Hubungan Relay dengan Arduini Uno Gambar 3.6 Perancangan Skematik LCD 16 x Gambar 3.7 Tampilan pada LCD Gambar 3.8 Skematik Keseluruhan Hardware Gambar 3.9 Diagram Alir Software Alat yang Dirancang Gambar 3.10 Diagram Alir Jarak Tempuh Gambar 3.11 Diagram Alir Batas Kecepatan Gambar 3.12 Diagram Alir Batas Waktu Penggantian Oli Gambar 4.1 Rangkaian Keseluruhan Prototype Gambar 4.2 Rangkaian pada Roda Gambar 4.3 Rangkaian pada Sistem Pengendali Gambar 4.4 Diagram Blok Pengujian Rotary Encoder dengan Arduino Uno Gambar 4.5 SMS Peringatan Penggantian Oli tentang Jarak Tempuh Gambar 4.6 Diagram Blok Pengujian Speed Sensor dengan Arduino Uno Gambar 4.7 Hasil Pengujian Speed Sensor dengan Arduino Uno Gambar 4.8 SMS Peringatan Melampaui Batas Kecepatan Maksimal Gambar 4.9 Pengujian Speed Sensor Menggunakan AVO Meter Digital Gambar 4.10 Pengujian Timer Delay dengan Arduino Uno xv

16 Gambar 4.11 SMS Peringatan Batas Waktu Penggantian Oli xvi

17 DAFTAR SINGKATAN ADC AC ALU BSC BTS CDMA CISC Cm CO CPU DC EEPROM ESME ETSI GPRS GSM GSMC HLR IC ICSP IDE IWMSC KB Km LBS LCD LED MC MHz MIPS MS MSC NC NO PC PCB PLMN PWM RAM RISC ROM SC SMS SMSC : Analog to Digital Converter : Alternating Current : Arithmetic Logic Unit : Base Station Controller : Base Transceiver System : Code Division Multiple Access : Completed Instruction Set Computer : Centimeter : Change Over : Central Processing Unit : Direct Current : Electrically Erasable Programmable Read Only Memory : External Short Messaging Entities : European Telecommunication Standards Institute : General Packet Radio Service : Global System for Mobile Communication : Gateway Short Message Service : Home Location Register : Integrated Circuit : In-Circuit Serial Programming : Integrated Development Environment : Interworking MSC : Kilo Byte : Kilometer : Location Base Services : Liquid Crystal Display : Light Emitting Diode : Message Centre : Mega Hertz : Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages : Mobile Station : Mobile Switching Centre : Normally Closed : Normally Open : Personal Computer : Printed Circuit Board : Public Land Mobile Network : Pulse Width Modulation : Random Access Memory : Reduce Instruction Set Computer : Read Only Memory : Service Centre : Short Message Service : Short Message Service Centre xvii

18 SRAM SREG STP TCP/IP TDMA USB VMS VLR : Static Random Access Memory : Status Register : Signal Transfer Point : Transmission Control Protocol / Internet Protocol : Time Division Multiple Access : Universal Serial Bus : Voice Mail System : Visitor Location Register xviii

19 DAFTAR LAMPIRAN Halaman. Daftar Pustaka Tabel Jadwal Kegiatan Tabel Anggaran Biaya Gambar Pengujian Speed Sensor Yamaha Byson xix